JP5802473B2 - 超電導線材 - Google Patents

Description

本発明は、希土類系酸化物超電導体による超電導層を有する超電導線材に関し、さらに詳しくは引張応力や曲げ応力を受けたときに生ずる引張ひずみや曲げひずみを抑え、通電特性を維持することができる超電導線材に関する。

希土類系酸化物超電導体を用いた酸化物系の超電導線材は、高磁場マグネット等として好適に利用される。この高磁場マグネットにおいて、超電導線材には高磁場に基づいて径を広げるように円周方向にフープ応力が働く。このため、超電導線材にはそのフープ応力に耐え得る機械的強度が必要であるとともに、引張りや曲げなどの変形に対して許容できるひずみ量の大きいことが求められる。

この種の酸化物系超電導線材としては、特許文献１に記載されている超電導線が知られている。すなわち、当該超電導線は、銀である金属体と酸化物超電導物質とを含み、金属体は多結晶体で、金属結晶の６０％以上の（１００）面が超電導線の長手方向に１０度以内で平行であり、かつ金属体と酸化物超電導物質との界面に垂直な断面における金属体の面積と酸化物超電導物質の面積との比率が所定範囲に設定されたものである。さらに、酸化物超電導物質の結晶の（００１）面が金属結晶の（１００）面と平行であり、かつ酸化物超電導物質の結晶の（１１０）面が金属結晶の（１１０）面と平行に設定される。そして、この超電導線によれば、高磁界中においても高い超電導臨界電流密度を有することができる。

特許第３８７３３０４号公報

特許文献１に記載されている従来構成の超電導線では金属結晶の（１００）面が超電導線の長手方向に平行に延びるように設定され、酸化物超電導物質の結晶の（００１）面が金属結晶の（１００）面に平行に設定されている。このため、酸化物超電導物質の結晶の（００１）面が超電導線の長手方向に平行に延びており、この場合（００１）面の結晶方位は応力に対するひずみ許容量が小さいことから、超電導線の限界ひずみを大きくすることができない。さらに、酸化物超電導物質の結晶の（００１）面が超電導線の長手方向に平行に延びていることから（００１）面の方位のひずみが大きくなり、酸化物超電導物質の変形により臨界電流が低下する傾向を示す。なお、酸化物超電導物質の結晶の（１１０）面は、超電導線の長手方向と４５度傾いているものと考えられる。

このように、酸化物超電導物質の結晶の（００１）面の方位は超電導線のひずみ特性を大きく支配しており、この（００１）面の方位のひずみが大きいと機械的強度が低下し、超電導線に引張応力や曲げ応力が作用したとき超電導層に変形や割れなどが生じて通電特性が悪化するという問題があった。その場合、超電導層はセラミック材料で形成されていることから、脆性が大きく、変形や割れが一層助長される。

本発明はこのような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、限界ひずみを増大させ、機械的強度を高めて通電特性を向上させることができる超電導線材を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の超電導線材は、基板上に中間層を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層を形成した超電導線材であって、前記超電導層は、希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面の方位が超電導線材の長手方向と平行になるように成膜されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明の超電導線材は、請求項１に係る発明において、前記中間層は、基板上に形成される第１中間層とその上に形成される第２中間層とにより構成され、第１中間層は結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面又は（２２０）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びるように構成され、第２中間層は結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１００）面又は（２００）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びるように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明の超電導線材は、請求項２に係る発明において、前記第１中間層はガドリニウム・ジルコニウム酸化物により形成されるとともに、第２中間層はバリウム・ジルコニウム酸化物により形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の超電導線材は、基板上に中間層を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層が形成され、該超電導層は希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面の方位が超電導線材の長手方向と平行になるように成膜されて構成されている。上記のように、（００１）面が超電導線材の基板面と平行な希土類系酸化物超電導体は、結晶の（１１０）面の方位が（１００）面の方位や（０１０）面の方位に比べて、同じ負荷ひずみに対して結晶のａ、ｂ軸方向のひずみ成分が小さくなるため、超電導層の結晶構造を維持することができる。従って、超電導線材がその長手方向に引張応力を受けたときや曲げ応力を受けたときに結晶の変形を減少させ、特性の低下を抑えることができる。

よって、本発明の超電導線材によれば、限界ひずみを増大させることができ、機械的強度を高めて通電特性を向上させることができるという効果を奏する。

実施形態の超電導線材を構成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びる状態を模式的に示す説明図。 希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１００）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びる状態を模式的に示す説明図。 （ａ）は実施例１の超電導線材の結晶の積層構成を模式的に示す説明図、（ｂ）は比較例１の超電導線材の結晶の積層構成を模式的に示す説明図。 （ａ）は実施例２の超電導線材の結晶の積層構成を模式的に示す説明図、（ｂ）は比較例２の超電導線材の結晶の積層構成を模式的に示す説明図。 引張ひずみと臨界電流比との関係を示すグラフ。 曲げひずみと臨界電流比との関係を示すグラフ。

以下、本発明の超電導線材を具体化した実施形態について詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態における超電導線材１１は、基板１２上に第１中間層１３及び第２中間層１４よりなる中間層１５を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層１６が形成されて構成されている。基板１２は、ニッケル合金（ハステロイ）、銀、銀合金等の金属により形成される。前記超電導層１６は、希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行になるように成膜されている。このため、超電導線材１１に引張応力や曲げ応力が作用したとき、ひずみを抑えて変形を抑制することができ、超電導線材１１の通電特性を維持することができる。

一方、図２に示すように、超電導層１６を形成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１００）面１８が超電導線材１１の長手方向ｘに平行である。この場合には、超電導線材１１が引張応力や曲げ応力を受けたとき、結晶の（１００）面１８が超電導線材１１の基板１２面と平行であると、（１００）面１８に平行な応力を受けたときには、前記（１１０）面１７に平行な応力を受けたときに比べてａ、ｂ軸方向のひずみ成分が大きくなり、結晶構造が維持され難い。従って、超電導層１６のひずみが大きくなり、超電導線材１１の通電特性が低下する。

中間層１５は、前述のように基板１２上に形成される第１中間層１３とその上に形成される第２中間層１４とにより構成されている。第１中間層１３は、（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、結晶の（１１０）面１７又は（２２０）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成されている。また、第２中間層１４は、（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、結晶の（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように形成されている。

前記第１中間層１３及び第２中間層１４は、超電導層１６を形成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１１０）面１７の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行に設定できるように、結晶の種類、大きさ等、希土類系酸化物超電導体の結晶との反応性等を考慮して決定される。

前記第１中間層１３は、具体的にはガドリニウム・ジルコニウム酸化物層（Ｇｄ・Ｚｒ酸化物層）、酸化マグネシウム層（ＭｇＯ層）、イットリウム安定化ジルコニウム層（ＹＳＺ層）等により形成される。また、第２中間層１４は、具体的にはバリウム・ジルコニウム酸化物層（Ｂａ・Ｚｒ酸化物層）、酸化セリウム層（ＣｅＯ_２層）等により形成される。

図４（ｂ）に示すように、該第２中間層１４は、第２中間下層１４ａと第２中間上層１４ｂとにより構成することも可能である。第２中間下層１４ａとしては、バリウム・ジルコニウム酸化物層等が用いられる。また、第２中間上層１４ｂとしては、酸化セリウム層等が用いられる。なお、これら各中間層１５を形成する結晶は、いずれも立方晶である。

第１中間層１３と第２中間層１４との組合せとしては、第１中間層１３がガドリニウム・ジルコニウム酸化物層、第２中間層１４がバリウム・ジルコニウム酸化物層の組合せが、結晶の大きさの整合性等の観点から好ましい。図３（ａ）に示すように、基板１２のニッケル合金層上に第１中間層１３のガドリニウム・ジルコニウム酸化物層を形成し、その上に第２中間層１４のバリウム・ジルコニウム酸化物層を形成する。この積層構成により、その上にイットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶の（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向と平行な超電導層１６を形成することができる。

すなわち、第１中間層１３のガドリニウム・ジルコニウム酸化物の結晶の（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行であり、第２中間層１４のバリウム・ジルコニウム酸化物の結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行である。加えて、第１中間層１３、第２中間層１４及び超電導層１６の各結晶の大きさが整合している。従って、超電導層１６のイットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶の（１１０）面１７の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行に安定した状態で設定することができる。

これらの中間層１５は、イオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）、パルスレーザ堆積法（ＰＬＤ法）等の方法により形成される。
図４（ａ）に示すように、前記基板１２と第１中間層１３との間には、緩衝層として無定形状態又は微結晶状態のベッド層１９を設けることができる。このベッド層１９としては、ガドリニウム・ジルコニウム酸化物層、酸化イットリウム層（Ｙ_２Ｏ_３層）、アルミナ層（Ａｌ_２Ｏ_３層）等が用いられる。このベッド層１９は１層で形成されるが、２層以上の複数層であっても差し支えない。

この場合、ベッド層１９上に形成される第１中間層１３は結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成される。第２中間層は結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成される。具体的には、ベッド層１９はガドリニウム・ジルコニウム酸化物により形成され、第１中間層１３は酸化マグネシウムにより形成され、第２中間層１４は酸化セリウムにより形成されることが好ましい。

図４（ａ）に示すように、基板１２のニッケル合金層上にベッド層１９としてガドリニウム・ジルコニウム酸化物層、第１中間層１３の酸化マグネシウム層及び第２中間層１４の酸化セリウム層を形成する。この積層構成により、超電導層１６としてイットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶の（１１０）面１７の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行に設定することができる。この場合、第１中間層１３の酸化マグネシウムの結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に形成され、第２中間層１４の酸化セリウムの結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に形成される。

図４（ｂ）に示すように、前記基板１２のニッケル合金層上にベッド層１９としてガドリニウム・ジルコニウム酸化物層、第１中間層１３として酸化マグネシウム層を形成した場合、第２中間層１４を２層で構成することができる。すなわち、第２中間層１４を、バリウム・ジルコニウム酸化物により形成される第２中間下層１４ａと、酸化セリウムにより形成される第２中間上層１４ｂとにより構成することができる。この場合にも、第２中間上層１４ｂの上に形成される超電導層１６のイットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶の（１１０）面１７の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行に設定することができる。

前記超電導層１６は、希土類系酸化物超電導体により形成される。希土類元素としては、ランタン（Ｌａ）、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、イットリウム（Ｙ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等が挙げられる。希土類系酸化物としては、ＲＥ・Ｂａ・Ｃｕ・Ｏ等が挙げられる。但し、ＲＥは希土類元素を表す。この超電導層１６として具体的には、イットリウム・バリウム・銅酸化物等により形成することが好ましい。なお、このイットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶は斜方晶である。

次に、上記のように構成された超電導線材１１の作用について説明する。
さて、本実施形態の超電導線材１１は、基板１２上に中間層１５を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層１６が形成され、中間層１５の性質に基づいて該超電導層１６は希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行になるように形成される。この場合、中間層１５として第１中間層１３と第２中間層１４の２層構成とすることにより、超電導層１６を形成する希土類系酸化物超電導体の結晶との反応を回避し、希土類系酸化物超電導体の結晶の方位を所定方向に制御することができる。

得られた希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行であると、（１１０）面１７の方位は前記（１００）面１８の方位に比べてａ、ｂ軸方向のひずみ成分を減じることができ、結晶構造が維持される。このため、超電導線材１１の長手方向ｘに引張応力が作用したときや曲げ応力が作用したときに希土類系酸化物超電導体の結晶の抵抗力が大きく、引張ひずみや曲げひずみを抑えることができる。従って、希土類系酸化物超電導体の結晶の限界ひずみを高めることができる。

以上詳述した実施形態によって発揮される効果を以下にまとめて記載する。
（１）本実施形態の超電導線材１１は、基板１２上に中間層１５を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層１６が形成され、該超電導層１６は希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面２０が超電導線材１１の基板１２面と平行で、（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行になるように構成されている。従って、希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位の特性に基づいて、超電導線材１１がその長手方向ｘに引張応力を受けたときや曲げ応力（フープ応力）を受けたときに変形が抑制される。

よって、本実施形態の超電導線材１１によれば、限界ひずみを増大させることができ、引張りや曲げに対する機械的強度を高めて通電特性を向上させることができるという効果を発揮することができる。その結果、超電導線材１１を高磁場マグネット、発電機等として好適に利用することができる。
（２）前記中間層１５は、基板１２上に形成される第１中間層１３とその上に形成される第２中間層１４とにより構成されている。そして、第１中間層１３は結晶の（１１０）面１７又は（２２０）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成され、第２中間層１４は結晶の（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成されている。このため、超電導層１６を形成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行になるように的確に設定することができる。
（３）前記第１中間層１３はガドリニウム・ジルコニウム酸化物により形成されるとともに、第２中間層１４はバリウム・ジルコニウム酸化物により形成される。従って、ガドリニウム・ジルコニウム酸化物と希土類系酸化物超電導体との反応を防止しつつ、希土類系酸化物超電導体の結晶の方位を良好に制御することができる。
（４）前記基板１２と中間層１５との間には無定形状態又は微結晶状態のベッド層１９が形成され、中間層１５はベッド層１９上に形成される第１中間層１３とその上に形成される第２中間層１４とにより構成される。そして、第１中間層１３は結晶の（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成され、第２中間層１４は結晶の（１００）面１８又は（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行に延びるように構成される。そのため、ベッド層１９により基板１２と中間層１５との間の相互作用を抑制し、超電導層１６を形成する希土類系酸化物超電導体の結晶の方位を一層容易に制御することができる。
（５）前記ベッド層１９はガドリニウム・ジルコニウム酸化物により形成されるとともに、第１中間層１３は酸化マグネシウムにより形成され、第２中間層１４は酸化セリウムにより形成される。このため、ベッド層１９により基板１２と酸化マグネシウムとの相互作用を抑えるとともに、酸化セリウムの結晶により超電導層１６の希土類系酸化物超電導体の結晶の方位制御を的確に行うことができる。
（６）前記第２中間層１４は、バリウム・ジルコニウム酸化物により形成される第２中間下層１４ａと、酸化セリウムにより形成される第２中間上層１４ｂとにより構成される。この場合には、第２中間下層１４ａのバリウム・ジルコニウム酸化物により第２中間上層１４ｂの酸化セリウムの結晶の（１００）面１８の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行にすることができる。従って、第２中間上層１４ｂ上の希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位を超電導線材１１の長手方向ｘに平行に設定することができる。

以下、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はそれら実施例の範囲に限定されるものではない。
（実施例１及び比較例１）
まず、実施例１について説明する。

基板１２として、幅１０ｍｍ、厚さ１００μｍの帯状をなすハステロイテープを用い、その上に第１中間層１３としてＧｄ・Ｚｒ酸化物層（Ｇｄ_２Ｚｒ_２Ｏ_７、ＧＺＯ層）をイオンビームアシスト蒸着法（ＩＢＡＤ法）により形成した。続いて、第１中間層１３上に第２中間層１４としてＢａ・Ｚｒ酸化物層（ＢａＺｒＯ_３、ＢＺＯ層）をパルスレーザ堆積法（ＰＬＤ法）により形成した。第１中間層１３は厚さ約１μｍで、その結晶の（２２０）面の方位が超電導線材１１の長手方向に平行であった。一方、第２中間層１４は、厚さ約０．４μｍで、結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。

次いで、第２中間層１４上に、原料としてＹ（ＤＰＭ）_３、Ｂａ（ＤＰＭ）_２、Ｃｕ（ＤＰＭ）_２錯体のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液を用い、有機金属化学気相蒸着法（ＭＯＣＶＤ）により８００〜９３０℃の成膜温度の下で基板１２を移動させながら成膜し、希土類系酸化物超電導体による超電導層１６（ＲＥ・Ｂａ・Ｃｕ・Ｏ層）を形成した。このようにして超電導線材１１を調製した。

なお、上記ＤＰＭは、ジピバロイルメタン（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオン）を表す。また、ＲＥは、希土類元素であるイットリウム（Ｙ）を表す。このようにして得られた超電導線材１１における希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位は、Ｘ線回折に基づいて判断したところ、超電導線材１１の長手方向ｘと平行であった。

図１及び図３（ａ）に示すように、得られた超電導線材１１は、基板１２上に第１中間層１３及び第２中間層１４を介して超電導層１６が形成され、その超電導層１６を構成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行であった。

また、超電導線材１１について臨界電流（Ｉｃ）を次のように測定した。すなわち、超電導層１６を銀層（Ａｇ層）で被覆し、酸素雰囲気中でアニール処理した後、液体窒素中で直流四端子法にて臨界電流を測定した。さらに、超電導線材１１について引張ひずみ試験及び曲げひずみ試験を実施し、引張ひずみ（％）及び曲げひずみ（％）を求めた。引張ひずみ試験はインストロン型試験機を用い、超電導線材１１の長手方向に引張ることにより実施し、曲げひずみ試験は超電導線材１１をその長手方向と直交する幅方向を中心にして曲げ、所定の曲げ径の弧に超電導線材１１を貼り付けることにより実施した。

そして、超電導線材１１に対する引張ひずみ応力又は曲げひずみ応力の印加前の臨界電流（Ｉｃ_０）に対する応力印加後の臨界電流（Ｉｃ）の臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）を算出した。なお、曲げひずみ（％）のマイナス表示は超電導層１６を内側にして曲げた状態のひずみ（超電導層１６を圧縮する方向のひずみ）を表し、プラス表示は超電導層１６を外側にして曲げた状態のひずみ（超電導層１６を引張る方向のひずみ）を表す。

引張ひずみ（％）と臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）との関係を図５に示した。また、曲げひずみ（％）と臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）との関係を図６に示した。図５及び図６において、臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）が急激に（不可逆的に）低下したときの引張ひずみ及び曲げひずみを限界ひずみとした。

その結果、実施例１においては、図５に示すように、引張ひずみについて限界ひずみは約０．７５％であり、図６に示すように、曲げひずみについて限界ひずみは約０．６％であった。

次に、比較例１について説明する。
前記実施例１において、第１中間層１３上に、第２中間層１４としてＧｄ・Ｚｒ酸化物層に代えて酸化セリウム層（ＣｅＯ_２層）とした以外は、実施例１と同様の構成とした。酸化セリウム層は、酸化セリウムをＰＬＤ法により、厚さ０．４μｍに成膜して形成し、図２及び図３（ｂ）に示すように、その結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。得られた超電導線材１１における希土類系酸化物超電導体の結晶の（１００）面１８の方位は、Ｘ線回折に基づいて判断したところ、超電導線材１１の長手方向ｘと平行であった。

この比較例１について、引張ひずみ（％）、曲げひずみ（％）及び臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）を実施例１と同様にして求め、引張ひずみ（％）と臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）との関係を図５に示し、曲げひずみ（％）と臨界電流比（Ｉｃ／Ｉｃ_０）との関係を図６に示した。その結果、比較例１においては、図５に示すように、引張ひずみについて限界ひずみは約０．６％であり、図６に示すように、曲げひずみについて限界ひずみは約０．５％であった。
（実施例２及び比較例２）
これらの実施例２及び比較例２の超電導線材１１は、基板１２上に無定形状態又は微結晶状態のベッド層１９が形成され、そのベッド層１９上に第１中間層１３及び第２中間層１４を介して超電導層１６が形成されて構成されている。

まず、実施例２について説明する。
前記実施例１の基板１２上にベッド層１９として厚さ５０ｎｍのＧｄ・Ｚｒ酸化物層を形成し、そのベッド層１９上に第１中間層１３として酸化マグネシウム層（ＭｇＯ層）を前記ＩＢＡＤ法で形成した。この酸化マグネシウム層の結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。該第１中間層１３上に第２中間層１４として酸化セリウム層をＰＬＤ法により形成した。この酸化セリウム層の結晶の（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。

その第２中間層１４上に希土類系酸化物超電導体による超電導層１６（Ｙ・Ｂａ・Ｃｕ・Ｏ層）を形成し、超電導線材１１を調製した。その結果、超電導線材１１における超電導層１６を構成する希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位は、Ｘ線回折に基づいて判断したところ、超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。

この実施例２の超電導線材１１の積層構成を図４（ａ）に示した。この図４（ａ）に示すように、第１中間層１３、第２中間層１４及び超電導層１６の結晶の大きさが揃い、各結晶面の方位が整合していることがわかる。

次に、比較例２について説明する。
前記実施例２において、第１中間層１３上に第２中間下層１４ａとしてＬａ・Ｍｎ酸化物層（ＬａＭｎＯ_３層）を形成するとともに、第２中間上層１４ｂとして酸化セリウム層を形成した以外は、実施例２と同様にして超電導線材１１を調製した。Ｌａ・Ｍｎ酸化物層は、その結晶の（２００）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。また、酸化セリウム層は、その結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。その結果、希土類系酸化物超電導体の結晶の（１００）面１８の方位は、Ｘ線回折に基づいて判断したところ、超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。

この比較例２の超電導線材１１の積層構成を図４（ｂ）に示した。この図４（ｂ）に示すように、第２中間上層１４ｂの酸化セリウムの結晶の（２２０）面の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行になっていることから、イットリウム・バリウム・銅酸化物の結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘと平行になる結果を招いた。
（実施例３）
次に、実施例３について説明する。

前記比較例２における第２中間下層１４ａとしてＬａ・Ｍｎ酸化物層に代え、前記Ｂａ・Ｚｒ酸化物層を用いた以外は、比較例２と同様にして超電導線材１１を調製した。このＢａ・Ｚｒ酸化物層は、その結晶の（１００）面１８の方位が超電導線材１１の長手方向ｘに平行であった。

その結果、希土類系酸化物超電導体の結晶の（１１０）面１７の方位は、Ｘ線回折に基づいて判断したところ、超電導線材１１の長手方向ｘと平行であった。
なお、前記実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。

・ 前記第１中間層１３として、バリウム・ジルコニウム酸化物層（Ｂａ・Ｚｒ酸化物層）等を用いることも可能である。
・ 前記第２中間層１４として、ランタン・マンガン酸化物層（Ｌａ・Ｍｎ酸化物層）等を使用することも可能である。

・ 前記ベッド層１９として、バリウム・ジルコニウム酸化物層（Ｂａ・Ｚｒ酸化物層）等を用いることもできる。
・ 前記超電導層１６として、ランタン・バリウム・銅酸化物層（Ｌａ・Ｂａ・Ｃｕ酸化物層）等を使用することもできる。

１１…超電導線材、１２…基板、１３…第１中間層、１４…第２中間層、１４ａ…第２中間下層、１４ｂ…第２中間上層、１５…中間層、１６…超電導層、１７…（１１０）面、１８…（１００）面、１９…ベッド層、２０…（００１）面、ｘ…長手方向。

Claims (3)

1. 基板上に中間層を介して希土類系酸化物超電導体による超電導層を形成した超電導線材であって、
   前記超電導層は、希土類系酸化物超電導体の結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面の方位が超電導線材の長手方向と平行になるように成膜されていることを特徴とする超電導線材。
2. 前記中間層は、基板上に形成される第１中間層とその上に形成される第２中間層とにより構成され、第１中間層は結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１１０）面又は（２２０）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びるように構成され、第２中間層は結晶の（００１）面が超電導線材の基板面と平行で、（１００）面又は（２００）面の方位が超電導線材の長手方向に平行に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超電導線材。
3. 前記第１中間層はガドリニウム・ジルコニウム酸化物により形成されるとともに、第２中間層はバリウム・ジルコニウム酸化物により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の超電導線材。

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